摘 要：采用 SOLO分類法可觀察的認(rèn)知結(jié)構(gòu)層級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)學(xué)生對(duì)于大單元學(xué)習(xí)或一節(jié)課學(xué)習(xí)中各個(gè)任務(wù)的回答為評(píng)價(jià)依據(jù)，把抽象的“計(jì)算思維”這一核心素養(yǎng)變成可觀察、可量化、可評(píng)價(jià)的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，促進(jìn)學(xué)生“計(jì)算思維”的提升。通過(guò)對(duì)目前關(guān)于“計(jì)算思維”課程的研究狀況進(jìn)行了剖析，并以 SOLO分類理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建了思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)策略，以“機(jī)器學(xué)習(xí)：一元線性回歸預(yù)測(cè)房?jī)r(jià)問(wèn)題”為實(shí)例，闡述思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)策略的具體運(yùn)用，為“計(jì)算思維”學(xué)科核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)提供了有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞： SOLO分類; 計(jì)算思維; 思維認(rèn)知結(jié)構(gòu); 信息技術(shù); 評(píng)價(jià)

引言

“計(jì)算思維”是我國(guó)現(xiàn)行《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2020修訂）》提出的學(xué)科核心素養(yǎng)四個(gè)方面中的一項(xiàng)[ 1 ]?！坝?jì)算思維”作為一門課程的核心素養(yǎng)，教師要在日常的信息技術(shù)課堂教學(xué)中落實(shí)提升，而建立一套能使其在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中滲透、提高其思維品質(zhì)的行之有效的評(píng)估制度，將成為“計(jì)算思維”研究的核心內(nèi)容[ 2 ]。這需要關(guān)注到學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中所參與的每一個(gè)活動(dòng)中其思維的認(rèn)知變化，SOLO分類理論是可觀察的認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)學(xué)生對(duì)于大單元學(xué)習(xí)或一節(jié)課學(xué)習(xí)中各個(gè)任務(wù)的回答為評(píng)價(jià)依據(jù)，量化學(xué)生的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，并將“計(jì)算思維”的結(jié)構(gòu)在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的變化狀況呈現(xiàn)出來(lái)，把抽象的“計(jì)算思維”這一核心素養(yǎng)變成可觀察、可量化、可評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)成果，從而推動(dòng)學(xué)生“計(jì)算思維”這一核心素養(yǎng)的提高，因而，有必要開(kāi)展以 SOLO分類論為基礎(chǔ)的“計(jì)算思維”學(xué)科核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)研究。

1 國(guó)內(nèi)外對(duì)信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外關(guān)于信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀

芬蘭的信息技術(shù)課程不以單獨(dú)學(xué)科的形式出現(xiàn)，更多地以“學(xué)習(xí)包”的形式來(lái)傳授。芬蘭在進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，十分注重對(duì)教學(xué)質(zhì)量的公正以及對(duì)教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)選取[ 3 ]。也就是說(shuō)，芬蘭將確保每個(gè)孩子都有機(jī)會(huì)獲得信息技術(shù)方面的知識(shí)，并且他們所講授的課程與學(xué)生的需求和能力相匹配。這樣既保證了優(yōu)質(zhì)的教育資源公平分配，又保證了課程內(nèi)容的有效實(shí)施，促進(jìn)對(duì)學(xué)生的優(yōu)質(zhì)的信息技術(shù)教育的培養(yǎng)。

美國(guó)的教學(xué)制度提倡以過(guò)程為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)方式，也就是在學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師再對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)也提倡與同學(xué)的交互與溝通。另外，美國(guó)的大學(xué)也會(huì)為師生提供一份數(shù)字的電子檔案，用來(lái)紀(jì)錄他們的成長(zhǎng)過(guò)程。這種評(píng)價(jià)既重視學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)，也重視學(xué)生在學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出來(lái)的能力與進(jìn)展[ 4 - 5 ]。

英國(guó)采用了以“過(guò)程評(píng)價(jià)”與“終結(jié)性評(píng)估”相結(jié)合的方法，而“過(guò)程評(píng)價(jià)”又是該方法的核心[ 6 ]。該方法既關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)和發(fā)展，又重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的綜合評(píng)估。將兩種評(píng)估方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，可以提高教師的教學(xué)與指導(dǎo)的針對(duì)性。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生主動(dòng)地投入到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。

1.2 國(guó)內(nèi)對(duì)信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)的主要研究現(xiàn)狀

目前，我國(guó)有關(guān)信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)的研究已經(jīng)相當(dāng)廣泛，而以“計(jì)算思維”學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)評(píng)價(jià)研究相對(duì)較少。國(guó)內(nèi)的信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)主要集中在以下三個(gè)方面：

（1）對(duì)信息技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究。為了全面、客觀地評(píng)估信息技術(shù)教學(xué)效果，必須建立一套科學(xué)、合理、具有可操作性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。具體表現(xiàn)為：對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握、技能的運(yùn)用、問(wèn)題解決的能力等。

（2）對(duì)信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)用的研究。重點(diǎn)是關(guān)注如何將評(píng)價(jià)結(jié)果有效地應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，從而對(duì)教師、學(xué)生的成長(zhǎng)起到一定的指導(dǎo)作用。比如，在評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法等。

（3）運(yùn)用信息技術(shù)工具開(kāi)展教學(xué)評(píng)價(jià)的研究。運(yùn)用多種信息技術(shù)工具，幫助教師評(píng)估學(xué)生，是改善教育質(zhì)量的一種有效途徑。比如，通過(guò)使用電子表格、數(shù)據(jù)分析軟件等工具對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，從而更好地掌握他們的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀與需求[ 7-10 ]。

2 基于SOLO分類理論的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)策略

新課標(biāo)中對(duì)“計(jì)算思維”的定義是：“計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問(wèn)題解決方案的過(guò)程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)”。

SOLO分類評(píng)價(jià)理論是1982年John B. Biggs和Kevin F. Collis兩位教授在其著作《學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)——SOLO分類理論可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)》[ 11 ]中所提出來(lái)的一種學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方法。其基本理念源于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論。它的理論基礎(chǔ)來(lái)自皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論。

他們認(rèn)為：不能評(píng)價(jià)學(xué)生的總體認(rèn)知結(jié)構(gòu)，但是在回答某個(gè)特定問(wèn)題時(shí)，其思維結(jié)構(gòu)是可觀測(cè)的，即“可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)”。不去關(guān)注學(xué)生的總體認(rèn)知結(jié)構(gòu)，但可以觀察到學(xué)生在面對(duì)某一任務(wù)或問(wèn)題時(shí)所展現(xiàn)出的思維結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。盡管學(xué)習(xí)行為本身難以量化，但學(xué)生完成學(xué)習(xí)行為后的結(jié)果卻是可以觀察和評(píng)價(jià)的。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在處理某些任務(wù)或問(wèn)題時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出一種復(fù)雜的思維架構(gòu)。雖然學(xué)習(xí)行為自身很難定量，但是其實(shí)施后的效果能夠被觀測(cè)和評(píng)價(jià)[ 12 ]。

基于學(xué)生對(duì)某些任務(wù)或問(wèn)題的理解與解答，建構(gòu)出可觀測(cè)的認(rèn)知架構(gòu)，并對(duì)此架構(gòu)作動(dòng)態(tài)層次的評(píng)價(jià)。這樣的評(píng)估有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，提高其認(rèn)知層次[ 12 ]。

SOLO分類層次是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從具體到抽象的思維結(jié)構(gòu)，思維結(jié)構(gòu)由低到高，具體見(jiàn)表1。

基于SOLO分類理論的“計(jì)算思維”評(píng)價(jià)策略設(shè)計(jì)的三個(gè)理念如下所述。

2.1 建構(gòu)有邏輯關(guān)系的知識(shí)圖譜

以SOLO分類理論為基礎(chǔ)的“計(jì)算思維”評(píng)價(jià)策略，其核心在于構(gòu)建具有邏輯關(guān)系的知識(shí)圖譜，也就是在一個(gè)單元（或一節(jié)課）中，依據(jù)具有一定邏輯關(guān)系形成的知識(shí)圖譜，對(duì)思維結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，使學(xué)生在經(jīng)歷了一個(gè)單元（或一節(jié)課）的全部學(xué)習(xí)后，判斷其思維結(jié)構(gòu)達(dá)到哪一思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，進(jìn)而探索怎樣提高個(gè)人思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次。尤其要注意的是，要在一個(gè)單元（或一節(jié)課）的全部學(xué)習(xí)后，最終得出學(xué)生思維結(jié)構(gòu)層次水平，而不是每一項(xiàng)（或多項(xiàng)）任務(wù)中都得出每位學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)層次，因?yàn)檫@很有可能導(dǎo)致一位學(xué)生在一項(xiàng)任務(wù)中處于單一結(jié)構(gòu)水平，另一項(xiàng)任務(wù)則是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，那對(duì)該生的思維結(jié)構(gòu)層級(jí)的判定會(huì)產(chǎn)生混淆，進(jìn)而喪失對(duì)其思維結(jié)構(gòu)層級(jí)的評(píng)估作用。

2.2 問(wèn)題預(yù)設(shè)多層次答案

在一個(gè)單元（或在一節(jié)課）中，教師要預(yù)設(shè)學(xué)生在完成所有任務(wù)后，其思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)SOLO分類理論中的五種思維結(jié)構(gòu)層次或其中的幾種思維結(jié)構(gòu)層次，而不是所有學(xué)生都呈現(xiàn)一種思維結(jié)構(gòu)層次，從而失去評(píng)價(jià)學(xué)生思維認(rèn)知水平的價(jià)值，同時(shí)以 SOLO分類法為基礎(chǔ)的“計(jì)算思維”評(píng)估可以幫助教師更好地進(jìn)行課堂問(wèn)題的設(shè)計(jì)。

2.3 實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)

教師要依據(jù)SOLO分類理論，將有邏輯關(guān)系的任務(wù)活動(dòng)與學(xué)生的思維認(rèn)知層次緊密地聯(lián)系起來(lái)，在教師授課結(jié)束后，應(yīng)用后臺(tái)數(shù)據(jù)及時(shí)根據(jù)學(xué)生的完成情況，初步甄別出每位學(xué)生當(dāng)前屬于哪種思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，針對(duì)每位學(xué)生不同的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，針對(duì)性地制定相應(yīng)的培訓(xùn)計(jì)劃，以此促進(jìn)學(xué)生“計(jì)算思維”核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3 以“計(jì)算思維”為導(dǎo)向的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)教學(xué)評(píng)價(jià)策略應(yīng)用案例

以“機(jī)器學(xué)習(xí)：一元線性回歸預(yù)測(cè)房?jī)r(jià)問(wèn)題”這一節(jié)課的教學(xué)案例為例，所有教學(xué)活動(dòng)作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有任務(wù)是有逐層遞進(jìn)的關(guān)系，根據(jù)學(xué)生對(duì)所有任務(wù)完成后的情況，教師及時(shí)把握學(xué)生當(dāng)前的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，有針對(duì)性地推薦練習(xí)，提升學(xué)生“計(jì)算思維”這一核心素養(yǎng)。

教學(xué)前期已掌握知識(shí)：一元線性回歸程序（評(píng)價(jià)指標(biāo)：MSE）。

部分教學(xué)過(guò)程如下：

師：已知20 世紀(jì) 70 年代中期，某郊區(qū)已建立的506個(gè)樣本房子的13個(gè)特征（比如犯罪率、房間數(shù)量、房產(chǎn)稅率等），如圖1為選取的數(shù)據(jù)和擬合函數(shù)圖像。

師：基于已學(xué)習(xí)的一元線性回歸，完成探究任務(wù)（如表2 任務(wù)探究表）。

教師科學(xué)地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，量化學(xué)生的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，同時(shí)展現(xiàn)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中“計(jì)算思維”結(jié)構(gòu)變化情況，把抽象的“計(jì)算思維”核心素養(yǎng)變成可觀察、可量化、可評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)學(xué)生“計(jì)算思維”這一核心素養(yǎng)的提升，案例中的觀測(cè)指標(biāo)單設(shè)計(jì)可以結(jié)合“問(wèn)卷星”等第三方工具（如表3）。

4 總結(jié)

以 SOLO分類理論為指導(dǎo)，對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，其重點(diǎn)在于構(gòu)建具有邏輯關(guān)系的知識(shí)圖譜，在一個(gè)單元（或一節(jié)課）中，以某種邏輯關(guān)系為主線，建立整體的思維結(jié)構(gòu)層次任務(wù)，并對(duì)該架構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)分和評(píng)價(jià)，學(xué)生在完成所有學(xué)習(xí)過(guò)程后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分層評(píng)價(jià)，從而有效地促進(jìn)學(xué)生“計(jì)算思維”核心素養(yǎng)的提升。

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